Glijlagers voor hoge snelheden? Waar zijn de grenzen?
“Glijlagers zijn bijzonder geschikt voor hoge belastingen bij lage toerentallen” Dit of iets dergelijks staat in veel naslagwerken, gidsen en zelfs reclameteksten. Twee dingen maken deze uitspraak in de praktijk niet bijzonder handig. In deze blog analyseren we wat deze bewering precies inhoudt en onder welke voorwaarden welke types glijlagers tóch geschikt zijn voor hoge snelheden.
Waarden en factoren voor snelheden
“Hoge belastingen” en “lage snelheden” zijn natuurlijk zeer relatieve uitspraken. we hebben in eerdere blogs al geleerd dat belastingen en snelheden een product vormen. Dit product, de PV-waarde genoemd, bepaalt ruwweg de warmte die in het lagerpunt wordt opgewekt of de maximaal mogelijke warmteafvoer ervan. Het triviale inzicht dat hieruit kan worden verkregen: Als 2 x 1 = 2 en 1 x 2 ook… dan kan men ook de factoren in de PV-waarde veranderen en tot hetzelfde resultaat komen. Zo wordt de – sterk betrekkelijke – uitspraak “glijlagers alleen voor hoge belastingen bij lage snelheden” de – nog steeds sterk betrekkelijke – uitspraak “glijlagers ook voor lage belastingen bij hoge snelheden“.
Het gaat allemaal om warmte
Het beslissende punt op het gebied van snelheden en lagers is warmte. Er zijn hier twee mogelijkheden. Ofwel wordt de warmteontwikkeling verminderd, ofwel wordt de warmteafvoer verbeterd. Het eerste betekent vooral vermindering van de belasting of oppervlaktedruk en optimalisering van de wrijving. Hoe lager de belasting en hoe lager de wrijving, hoe minder warmte er wordt opgewekt door hoge snelheden. Of de warmteafvoer verbeteren. Dit is vaak veel gemakkelijker gezegd dan gedaan. De warmteafvoer verbeteren betekent ofwel het lager in een koelvloeistof laten lopen die constant moet worden toegevoerd en afgevoerd (bijvoorbeeld motorolie)… of de omgeving zoveel mogelijk afkoelen… of de stilstand tijden zoveel mogelijk “koelen”. Dit is allemaal niet zo gemakkelijk.
Het gebruik van materialen met een hoog warmtegeleidingsvermogen kan eveneens een verschil maken, maar de keuze van materialen wordt hierdoor sterk beperkt en het effect ervan is uiteindelijk vrij beperkt. Metalen materialen bieden een bijzonder goede warmteafvoer. Deze moeten echter hoe dan ook worden gesmeerd om de wrijving en slijtagebescherming op een aanvaardbaar niveau te brengen.
Hoe hittebestendig zijn kunststoffen bij hoge snelheden?
Zogenaamde hoge-temperatuur-kunststoffen kunnen permanent worden gebruikt bij 250° C tot 280° C. Boven deze temperatuur wordt de speelruimte klein. Als gesmeerde lagers van metaal niet in aanmerking komen, zijn er nog keramiek, koolstof of grafiet en siliciumcarbide. Deze materialen zijn echter lastig te bewerken en te verwerken en zijn vrij bros, waardoor het gebruik ervan als glijlagers alleen in zeer specifieke toepassingen mogelijk is. Beneden 180°C wordt de keuze nog groter. Hier zijn een aantal kunststoffen beschikbaar die een breed scala van toepassingen mogelijk maken. Lees meer over de effecten van hoge temperaturen op kunststoffen.
Het voordeel: flexibiliteit
Hoewel tribologisch geoptimaliseerde kunststoffen (de studie van slijtage, wrijving en smering) in vergelijking met metaal een betrekkelijk geringe hittebestendigheid bieden, zijn zij zeer flexibel en geschikt voor gebruik met of zonder smeermiddelen. Ze zijn bestand tegen chemicaliën, zodat ze kunnen worden toegepast in bijvoorbeeld pompen of kleppen, direct in contact met diverse media. Als de “smeermiddelvoorraad” dreigt op te drogen, bijvoorbeeld tijdens noodloop in “droog” bedrijf, zullen de lagers blijven werken, althans voor korte tijd. Tot het te heet wordt.
Als het u te heet onder de voeten wordt, adviseren wij u graag.
De meeste applicaties voor glijlagers kunnen worden opgevangen en beheerst door de juiste kunststof keuze. Onze experts in glijlager technologie adviseren u vanaf het begin bij de uitvoering van uw glijlager project. Ongeacht de hoeveelheid en zonder enige verplichting bepalen wij samen met u de meest geschikte kunststof, ondersteunen wij u bij het ontwerp van het lager en produceren wij het voor u, volgens het meest kosteneffectieve fabricageproces.
